O que é hardware?

O primeiro post desse blog é dedicado a um dos assuntos que me levou a amar a informática. O hardware.

A tradução literal de "hardware" do inglês significa: "ferragens" ou "equipamentos". Originalmente, também designava utensílios de metal, ferramentas ou peças metálicas em geral.

O hardware de computador é toda parte física, a parte palpável, desde pequenos componentes, placas e circuitos aos periféricos completos como mouse, teclado, monitor, impressora etc., e atualmente pode ser dividido em quatro categorias fundamentais (na atualidade):

• Componentes Centrais: CPU (processador), memória RAM (volátil) e placa-mãe.

• Dispositivos de Entrada: capturam dados de entrada (ex.: teclado, mouse, microfone, câmera).

• Armazenamento: mantém os dados salvos permanentemente (ex.: CD/DVD, disco rígido, memória flash, BIOS, fitas magnéticas) - também conhecido como "memória não volátil".

• Dispositivos de Saída: exibem ou entregam o resultado do processamento (ex.: monitor, caixas de som, impressora).

Em grande resumo, o conceito de hardware em um sistema computacional é o conjunto de partes físicas que compõem dispositivos.

Quer saber um pouco mais sobre hardware de computador e como foi sua evolução? Senta que lá vem história!

A Evolução Histórica do Hardware de Computador

Da Antiguidade às Máquinas Mecânicas

Ábaco Romano (c. 2400 a.C.): Considerado um ancestral do computador, o Ábaco Romano surgiu de uma evolução coletiva na antiga Mesopotâmia e servia como uma calculadora, para somar, subtrair, multiplicar e dividir números. Sua estrutura é formada por uma moldura retangular com hastes (ou fios) paralelas e contas (ou argolas) deslizantes. Cada haste representa uma ordem numérica (unidades, dezenas, centenas, milhares). Deslizar as contas para cima ou para baixo permite representar números e realizar operações. Era muito utilizado por comerciantes, engenheiros, artesãos e cobradores de impostos por ser fácil de transportar.
Curiosidade:
- No século II a.C. os chineses criaram o Suanpan, uma moldura de madeira dividida em seções para acelerar cálculos comerciais.
- No Japão o modelo foi adaptado para o Soroban, versão mais enxuta e rápida usada até hoje para o cálculo mental.

Calculadoras mecânicas (século XVII): Blaise Pascal (França), em 1962, criou a primeira máquina de calcular automática, a Pascalina - aprimorada posteriormente por Gottfried Leibniz (Alemanha) com as quatro operações básicas. O mecanismo da Pascalina foi composto por uma série de rodas dentadas e engrenagens interligadas - complexo e caro de fabricar na época. Cada roda possuía dez dentes (de 0 a 9); quando uma roda passava de 9 para 0, um gancho empurrava a roda seguinte para somar o valor correspondente (o famoso "vai um").

Máquina Analítica: Charles Babbage (Inglaterra), junto à Condessa de Lovelace, Augusta Ada King (Inglaterra), projetou o primeiro computador mecânico programável por cartões perfurados. Ada Lovelace escreveu o primeiro algoritmo para ela, tornando-se a primeira programadora. Charles Babbage foi eleito membro da Royal Society of London (1816) e recebeu uma bolsa do governo para projetar uma calculadora com capacidade para até a vigésima casa decimal (1823). A máquina analítica incorporava uma unidade lógica aritmética, fluxo de controle na forma de ramificações condicionais, loops e memória integrada, tornando-se o projeto para um computador aperfeiçoado.

Eventos marcantes que permitiram o desenvolvimento do computador

1745: Ewald Georg von Kleist (Alemanha) e Pieter van Musschenbroek (Holanda), desenvolveram o capacitor (Garrafa de Leyden), sendo o primeiro dispositivo capaz de armazenar carga elétrica.

1883: Thomas Edison (Estados Unidos) descobriu a emissão termiônica (a passagem de corrente elétrica através do vácuo), o princípio básico das primeiras válvulas.

1895: Guglielmo Marconi (Itália) desenvolveu os primeiros experimentos da telegrafia sem fio, conseguindo enviar sinais por ondas eletromagnéticas a curtas distâncias. Em 1901 conseguiu transmitir o primeiro sinal de rádio transatlântico, provando a viabilidade da Telegrafia sem fio de longa distância (transmissão de mensagens de texto por ondas de rádio).

1899-1900: Roberto Landell de Moura (Brasil) realiza as primeiras transmissões de som sem fio em São Paulo.

1904: John Ambrose Fleming (Inglaterra) inventou a primeira válvula a vácuo de dois eletrodos, o diodo.

1906: Lee De Forest (Estados Unidos) acrescentou um terceiro eletrodo (a grade) à válvula, criando o tríodo, que permitia amplificar sinais elétricos fracos. Isso marcou o nascimento oficial da ciência da eletrônica.

1926: Kenjiro Takayanagi (Japão) projeta a primeira televisão usando tubo de raios catódicos.

1927: Oleg Losev (Rússia/URSS) descobre a luminescência em semicondutores (antecessor do LED).

1934: Manfred von Ardenne (Alemanha) ajudou a criar os sistemas de televisão eletrônica usando tubos de raios catódicos. A Alemanha inaugurou a primeira transmissão pública de TV regular do mundo em 1935 e televisionou as Olimpíadas de Berlim em 1936.

1935: Desenvolvido pela AEG (Alemanha) e pela IG Farben (Alemanha), o Magnetofone foi o primeiro gravador de fita magnética comercialmente viável - o sistema revolucionou a radiodifusão e a espionagem.

1937: Claude Shannon (Estados Unidos), em sua tese de mestrado no MIT (Massachusetts Institute of Technology), demonstrou que a álgebra booleana - verdadeiro/falso, 1(um)/0 (zero) - poderia ser mapeada diretamente em circuitos elétricos com relés e válvulas, criando os fundamentos da lógica digital.

1937-1942: John Atanasoff (Estados Unidos) e Clifford Berry (Estados Unidos) desenvolveram o ABC (Atanasoff-Berry Computer). Foi a primeira máquina a usar válvulas termiônicas para cálculos aritméticos e aritmética binária, servindo de inspiração direta para projetos subsequentes.

1939-1945: Tommy Flowers (Inglaterra) projetou e construiu o Colossus, o primeiro computador eletrônico programável (por cabos) do mundo, pela necessidade de decifrar as comunicações militares nazistas.

1947: John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley inventaram, nos Laboratórios Bell (Estados Unidos), o transistor, substituindo as válvulas, sendo muito menor, mais barato e consumindo menos energia.

1948: Herbert Mataré e Heinrich Welker (Alemanha) inventam o "transistron", paralelamente aos avanços norte-americanos.

1948: Claude Shannon (Estados Unidos), publicou o artigo "A Mathematical Theory of Communication", que definiu como medir e transmitir dados com eficiência e introduziu o conceito de Entropia da Informação (Teoria da Informação).
Curiosidade da atualidade: seu nome inspirou o chatbot de inteligência artificial Claude, da Anthropic.

1953: Desenvolvimento de materiais purificados de silício (Si) e germânio (Ge), processo patenteado pela Siemens (Alemanha).

1955: No Japão, a Tokyo Tsushin Kogyo (futura Sony) lança o rádio transistorizado de bolso, o TR-55, liderando a miniaturização comercial.

1958: Jack Kilby (Estados Unidos) criou o primeiro protótipo funcional de um circuito integrado, usando germânio como material semicondutor.

1959: Robert Noyce (Estados Unidos) desenvolveu um circuito integrado usando silício e um processo de fabricação avançado (o processo planar).

[Veja mais sobre Inventos e Invenções Eletrônicas em: https://www.newtoncbraga.com.br/memoria-historica/3760-hist002.html#gsc.tab=0]

Das Máquinas Elétricas à Era da Eletrônica

A Segunda Guerra Mundial impulsionou a computação pela necessidade militar de decodificar mensagens e calcular tabelas de balística de artilharia. Cientistas como Alan Turing (Inglaterra) foram cruciais por desenvolverem fundamentos lógicos e decisivos para quebrar criptografias.

Geração das Máquinas criptográficas (Aprox. 1920–1940)

As máquinas criptográficas não faziam uso de válvulas. Eram do tipo Mecânicas e Eletromecânicas, relativamente pequenas como uma máquina de escrever, porém mais pesadas.
O princípio base foi fundado no conceito de rotores, onde a substituição de cada letra mudava a cada caractere digitado via rotação dos discos. A tecnologia envolvia engrenagens, discos seletores, relés elétricos e rotores alfabéticos, com o propósito de criptografar e descriptografar comunicações militares e diplomáticas ultrassecretas. As mensagens eram transmitidas principalmente por meio de sinais elétricos codificados que viajavam por cabos físicos (fios de cobre) ou ondas de rádio. O método mais famoso e utilizado a telegrafia - a mensagem era convertida em Código Morse (combinações de pontos e traços) por um operador; do outro lado, os pulsos elétricos ativavam um eletroímã que emitia estalos sonoros ou riscava uma fita de papel. O operador receptor ouvia os sons e traduzia os pontos e traços de volta para letras.
Exemplos notáveis dessas máquinas:

• Enigma (Alemanha): unidade mais portátil, pesando em torno de 12Kg

• Lorenz SZ40/SZ42 (Alemanha): era consideravelmente maior e mais pesada do que a famosa máquina Enigma, pesando entre 30Kg e 50Kg, pois possuia um módulo acoplado diretamente a um teleimpressor industrial.

• SIGABA (EUA): também conhecida como ECM Mark II ou M-134-C, pesava entre 30Kg e 40Kg, dependendo do gabinete de proteção e da configuração.

• Typex (Reino Unido): com duas versões Mk II e a Mk 22, era uma unidade fixa e pesada, com cerca de 55Kg, podendo chegar a 100Kg.

Máquina criptográfica Enigma I (Alemanha nazista).
Foto: Wikipedia.

Máquina criptográfica americana SIGABA.
Foto: Wikipedia.

Máquina criptográfica britânica Typex.
Foto: Crypto Museum.

Geração das Válvulas termiônicas (Aprox. 1940 - 1956)

Os primeiros computadores dessa geração eram extremamente pesados, ocupava muito espaço físico, consumiam muita energia, esquentavam excessivamente e poderia ser necessário em torno de 60 pessoas para manter a máquina funcionando. As válvulas queimavam com frequência e o processamento era extremamente limitado. Mudar as tarefas da máquina exigia reconfigurar manualmente cabos, chaves e painéis, um processo lento que chegava a demorar dias. Até então não havia uma linguagem de programação.
Um exemplo desse tipo de computador é o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), criado pelos cientistas e engenheiros norte-americanos John Mauchly e J. Presper Eckert - quando deixaram a Universidade da Pensilvânia, eles fundaram a Eckert-Mauchly Computer Corporation (EMCC). A máquina ENIAC pesava em torno de 30 toneladas e ocupava cerca de 180m². O ENIAC era programado através de milhares de interruptores, podendo cada um deles assumir o valor 1 ou 0 (verdadeiro ou falso).
Seis mulheres matemáticas — Kay McNulty, Betty Jennings, Betty Snyder, Marlyn Wescoff, Fran Bilas e Ruth Lichterman — faziam o trabalho físico de rotear os dados e configurar a lógica da máquina.

Programadoras operando o ENIAC, 1946.
Foto: ARL Technical Library / U.S. Army.

Outro exemplo é o BINAC (Binary Automatic Computer), desenvolvido pelos mesmos engenheiros do ENIAC, é reconhecido como o primeiro computador com programa armazenado (Arquitetura de Von Neumann). Foi uma das primeiras máquinas a implementar diodos de estado sólido (diodos de germânio) na lógica de processamento. Isso reduziu drasticamente o número de válvulas térmicas para cerca de 1.400 (comparado às 18.000 do ENIAC), ocupando cerca de 12 m². A sua característica arquitetural mais marcante era ser composto por duas CPUs ("dual-CPU") totalmente independentes e idênticas que operavam em paralelo, uma validava o cálculo da outra.

BINAC (Binary Automatic Computer).
Foto: EMCC workshop in 1949.

Geração dos Transistores (Aprox. 1956 - 1963)

A substituição das válvulas por transistores revolucionou a tecnologia. Os computadores tornaram-se consideravelmente menores, mais rápidos, baratos e eficientes em termos de energia.
Nesse período, o armazenamento de dados era feito em fitas magnéticas ou disco rígido e a programação evoluiu para códigos mais acessíveis para entrada (input) de dados:

- Linguagem Assembly: Substituiu os códigos binários por mnemônicos (abreviações) para representar instruções (ex.: MOV - mover dados; ADD - somar dados).
- FORTRAN (1957): Desenvolvida pela IBM, focada em cálculos científicos e matemáticos, utilizando cartões perfurados.
- COBOL (1959): Criada com o propósito de funcionar em diferentes computadores, para processamento de dados comerciais e administrativos.

Dentre os computadores da época, pode-se citar o IBM 7090. Baseado na lógica de programação FORTRAN, era um computador de grande porte (mainframe), adquirido pela NASA no início da década de 1960 para calcular trajetórias de voos espaciais. e teve sua operação liderada por Dorothy Vaughan.
[Sugiro fortemente ler ou assistir "Estrelas Além do Tempo" - título original em inglês: "Hidden Figures".]

IBM 7090 computador e pessoal (E-D): R Smith, IBM; Smith DeFrance, Ames; H Funk, IBM; Marcie Chartz Smith, Ames; D Swartz, IBM. Foto: NASA Ames Research Center / Emerson Shaw.

Geração dos Circuitos Integrados - CIs ou Chips (Aprox. 1964 - 1971)

A invenção do circuito integrado permitiu miniaturizar os componentes em pequenos chips de silício: circuitos integrados do tipo SSI (com dezenas de transistores) e MSI (com centenas de transistores por chip). Essa evolução promoveu a criação dos primeiros sistemas operacionais e computadores comerciais de menor porte, além da consolidação de linguagens de programação de alto nível, como: COBOL, FORTRAN e ALGOL. No final da geração, surgiram mais linguagens: CPL, PL/I, BASIC e Linguagem B (de baixo nível), que deram força à programação.
Exemplos de computadores: A linha IBM System/360 e o PDP-8

Um computador IBM System 360/20 em exposição no Deutsches Museum, em Munique, Alemanha.
Foto: IBM World Inventory of remaining IBM System/360 & 370 CPU's.

"Minicomputador" PDP-8, Digital Equipment Corporation, 1967.
Foto: University of Melbourne.

Geração dos Microprocessadores (Aprox. 1971 - 1980)

Essa geração foi marcada pela invenção do microprocessador, que uniu a CPU em um único chip de silício através das tecnologias LSI (Large-Scale Integration - Integração em Larga Escala) e VLSI (Very-Large-Scale Integration - Integração em Escala Muito Grande).
Exemplos históricos:

Computador Altair 8800 com unidade de disquete 8", MITS (Micro Instrumentation Telemetry Systems), 1975.
Foto: Michael Holley.

Apple 1, produzido a mão por Steve Jobs e Steve Wozniak, 1976.
Foto: John Moran.

Apple II, produzido pela Apple Computer, 1977.
Foto: Hellis (it.wikipedia).

Console de video game Fairchild Channel F, Fairchild Semiconductor, 1976.
Foto: Evan-Amos (Wikipedia).

Evolução dos Cicuitos Integrados e Processadores (1980 até o presente)

Essa geração é uma continuação da forma de miniaturização do hardware, usando por exemplo a tecnologia ULSI: redução extrema dos componentes, permitindo colocar bilhões de transistores em um único chip.
O grande foco é ampliar o poder de processamento ao mesmo tempo que ocupa menos espaço e consome menos energia.
Marcos históricos e interessantes dessa era:

- 1981: Lançamento do primeiro IBM PC, estabelecendo o padrão computadores pessoais em escritórios e residências que usamos até a publicação desse artigo (e que tende a continuar por muitos anos).

IBM PC modelo PC 5150, lançado em 12 de agosto de 1981.
Foto: Science & Society Picture Library.

- 1981: Lançamento do Osborne 1, em abril de 1981 pela Osborne Computer Corporation, amplamente considerado o primeiro microcomputador portátil comercialmente bem-sucedido.

Computador portátil Osborne 1, Osborne Computer Corporation.
Foto: The National Media Museum, Bradford.

- 1981: Lançamento do Xerox 8010 Star Information System, também em abril de 1981, pela Xerox.

Estação de trabalho (workstation) Xerox 8010 Star Information.
Foto: Vonguard

- 1984: Lançamento do computador Macintosh com interface visual avançada.

Macintosh 128K, produzido pela Apple Inc.
Foto: Autor(a) desconhecido(a)

- 1993: O processador Intel Pentium introduziu a arquitetura de execução superescalar, permitindo que os computadores executassem mais de uma instrução por ciclo de clock e transformando os PCs em centrais multimídia.

- 1994: Lançamento do IBM Simon, reconhecido como o primeiro celular inteligente (smartphone) com tela sensível ao toque.

- 1996: O nascimento dos gráficos 3D dedicados para jogos com a placa de vídeo 3DFX Voodoo1. Ela popularizou a aceleração gráfica e mudou a indústria dos videogames para sempre.

- 1996: Padronização da conexão de periféricos com o barramento USB 1.0, substituindo as antigas e confusas portas seriais, paralelas e PS/2 por um único conector Plug and Play.

- 1999: Lançamento da NVIDIA GeForce 256, batizada pela empresa revolucionária, Nvidia, como a primeira GPU (Unidade de Processamento Gráfico) do mundo. Ela tirou o peso dos cálculos geométricos do processador (CPU).

- 2000: A Intel trouxe a arquitetura NetBurst focada em altas frequências de clock (chegando a barreira dos 3 GHz) com o Intel Pentium 4.

- 2003: Surgiu o processador AMD Athlon 64, sendo o primeiro processador de 64 bits para o mercado consumidor. Ele superou a Intel na época e expandiu o limite de memória RAM além dos 4 GB.

- 2006: O processador Intel Core 2 Duo deu início à era dos processadores multi-core (vários núcleos), focando em eficiência energética e multitarefa.

- 2007: Lançamento do iPhone (2007), que revolucionou o hardware móvel. Consolidou o uso de telas multitoque capacitivas, processadores ARM eficientes e sensores integrados (acelerômetro, GPS).

- 2007: A empresa canadense D-Wave apresentou o que é considerado o primeiro computador quântico comercial da história, com 16 qubits.

- 2010: Transição dos discos rígidos mecânicos (HDDs) para as memórias flash baseadas em NAND (SSDs), eliminando o maior gargalo de desempenho dos computadores.

- 2010: Consolidação da computação em nuvem, permitindo a migração de computadores locais para grandes data centers globais, viabilizando serviços sob demanda, aplicativos escaláveis e armazenamento remoto em larga escala.

- 2010 a 2020: A integração de sensores e conectividade permitiu que dispositivos cotidianos e industriais se tornassem dispositivos computacionais inteligentes conectados em rede - Internet das Coisas, do inglês: Internet of Things (IoT).

- 2020: Inserção de Unidades de Processamento Neural (NPUs) em dispositivos comerciais; integração de chips dedicados à IA diretamente nos microprocessadores domésticos (computadores, console de vídeo game, smartphones).

- 2022 a atualidade: Explosão de IA generativa transformando o computador em um agente capaz de criar conteúdo, raciocinar e interagir por linguagem natural em segundos com a chegada de modelos avançados de linguagem de programação e, especialmente, de hardware especializado como:

• GPU (Graphics Processing Unit - Unidade de Processamento Gráfico);

• HBM (High Bandwidth Memory - Memória de Alta Largura de Banda);

• TPU (Tensor Processing Units - Unidades de Processamento Tensorial);

• FPGA (Field-Programmable Gate Array - Matriz de Portas Programáveis em Campo);

• ASIC (Application-Specific Integrated Circuit - Circuito Integrado de Aplicação Específica);

• NPU (Neural Processing Unit - Unidade de Processamento Neural).

Conclusão

Das Máquinas Criptográficas aos Chips com processamento neural, a história do hardware de computador é marcada pela melhoria e desenvolvimento de componentes eletrônicos, pelos modelos avançados de linguagem de programação para interpretar comandos (input e output) e principalmente pela miniaturização de chips e melhoria de efiencia energética, proporcionando ganhos exponenciais em capacidade de processamento e de armazenamento.
O que mais está por vir? Máquinas com "circuito orgânico" (biocomputadores) já estão sendo desenvolvidas...

Encerro por aqui esse artigo com fatos marcantes e interessantes sobre esse tema.

Gostou do artigo? Compartilhe e ajude mais pessoas a entenderem o que move o mundo da tecnologia!

Tecnologia com precisão. Performance em harmonia.

Políticas e Termos

Serviços

Contato

Produtos

Home

©2026 Maestria Info. CNPJ: 68.356.587/0001-00. Todos os direitos reservados.

Siga-nos